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消失模涂料分：鑄鐵類消失模涂料、鑄鋼類消失模涂料、合金鋼、高烙鋼、高錳鋼、消失模涂料。
中文名 消失模涂料 主要原料 鋯英、剛玉、石墨、高鋁、藍晶石 流 程 浸涂、噴涂、刷涂 特 點 透氣性高 耐火度高 強度高
概述
2：普通鑄件1-2次即可
3：厚大鑄件2-3
4：包裝
50kg 100kg
消失模涂料防粘砂，防氣孔，防砂眼原理
傳統(tǒng)的鑄造涂料只是在鑄件和鑄型中間起到阻擋隔離作用，達到防粘砂目的，但普通鑄造涂料高溫下由于 附著力差、強度低、耐火差、發(fā)氣量大，容易造成鑄件產生粘砂、砂眼、氣孔、碳渣等缺陷。
鑄件粘砂是因為涂料沒有有效起到阻擋隔離作用，或涂料與高溫金屬液體發(fā)生化學反應。
1）.涂料附著力差：填砂震動時造成涂料剝落，引起鑄件粘砂，
2）.涂料膨脹系數大：與高溫金屬液體接觸時涂料受熱體積膨脹脫離鑄型導致鑄件粘砂。
3）.高溫液體金屬被氧化與涂料和鑄型發(fā)生化學反應生成金屬氧化物，對涂料和型砂都有極強的粘結性，能夠將型砂牢固粘附在鑄件表面上形成一系列的低熔點化合物〔在鑄件厚壁及轉角處等，低熔點物更多，粘砂層更后），造成鑄件粘砂，有時雖未產生粘砂，但在鑄件表面粘附上一層難以清除的涂料，及產生粘灰。
鑄件砂眼：
1）．鑄型內有掉入的砂子。
2），.涂料強度低，耐火差，經不住高溫金屬液體的沖刷，型砂被卷入鑄件。
鑄件氣孔：
產生的原因很多，最常見的就是因為鑄型中存在較多發(fā)氣量大的物質，發(fā)氣速度快，涂料或被砂透氣性差，氣體未及時排除所致�；蛴捎阼T件涂層厚度不一，強度較小，在澆注過程中抽取負壓較高從而引起氣孔
在傳統(tǒng)鑄造涂料基礎上的技術加以改進，調整，高溫下不開裂，不脫落，強度高，并且能有效防止高溫液體金屬氧化，與鑄型和高溫液體金屬接觸過程中不起化學反應。同時能預防氮、硫、碳等氣體的產生。
從而徹底解決:
鑄件粘砂，鑄件砂眼，鑄件粗糙，鑄件氣孔，鑄件夾雜〔渣〕，球磨鐵變異，鑄鋼滲硫裂紋，增碳缺陷等。
性能參數
消失模鑄造用涂料的使用性能主要是熱性能和透氣性，這兩項決定了其在澆注過程中的作用。在實際操作中則需要測量和控制其粘度、固體含量、透氣性、PH值等。只有確保涂料的性能穩(wěn)定一致，才可保證消失模鑄造產品的質量。
粘度：描述的是流動對于剪切力的反應，是衡量涂料流動性的一項重要指標，粘度雖然主要取決于涂料的成分，但也受攪拌過程的影響。
透氣性：其直接控制著泡沫融化和分解的產物逸出的速度，從而決定了液態(tài)金屬的流動速度，進而決定了是否可以消除氣孔、冷隔、澆不到、積碳等缺陷的產生。透氣性的直接測量對于涂料質量控制尤為重要。由于涂料在高溫下使用，直接測量其在使用狀態(tài)下的透氣性很困難，現有方法均為常溫下進行。
涂料的導熱性對于獲得高質量的消失模鑄件至關重要，導熱常熟、比熱、熱膨脹系數等的測量多在涂料的研發(fā)階段而不是在使用過程中。
基本組成
消失模涂料一般由耐火骨料、粘結劑、載體(溶劑)、表而活性劑、懸浮劑、觸變劑以及其他附一加物組成。各種組分被均勻混合在一起，在涂料的涂掛和金屬液澆注過程中綜合發(fā)揮作用。
1．常用的耐火材料有剛玉、鋯砂、硅砂、鋁礬土、高嶺土熟料、氧化鎂、硅藻土、藍晶石等。生產不同的消失模鑄件時，應選用不同的耐火材料制作涂料。不同材質鑄件對涂料耐火度、化學穩(wěn)定性、絕熱性要求各不相同。通常生產鋁鑄件時其消失模涂料要用硅藻土、滑石粉等耐火材料;鑄鐵件常用硅砂、鋁礬土、高嶺土熟料、棕剛玉等粉狀耐火材料;鑄鋼件常用剛玉、鋯砂、氧化鎂等粉狀耐火材料。
配制消失模涂料除要正確選擇耐火材料種類外，還應正確選擇耐火材料的粒度粗細和分布，以及顆粒形狀。因為粒度粗細和分布及顆粒形狀將影響涂料的透氣性。據報道，消失模涂料用耐火材料顆粒以圓形為好，粒度偏粗而集中較合適。
2．常用的粘結劑大致可分為無機和有機兩類，在一種涂料中可以同時使用。無機粘結劑(高溫粘結劑)：親水型：粘土、膨潤土、水玻璃、硅溶膠、磷酸鹽、硫酸鹽、聚合氯化鋁。憎水型：有機膨潤土有機粘結劑(低溫粘結劑)：親水型：糖漿、紙漿廢液、糊精、淀粉、聚乙烯醇（PVA）、聚醋酸乙烯乳液、水溶性酚醛樹脂、天然樹膠。憎水型： 瀝青、煤焦油、松香、酚醛樹脂、干性植物油、合脂油、硅酸乙酯,聚乙烯醇縮丁醛(PVB)
3．載體：消失模涂料有水基涂料和醇基涂料之分，但生產中使用較多的為水基涂料。
4．懸浮劑：為防止涂料中的固體耐火材料沉淀而加入的物質叫懸浮劑。水基涂料常用的懸浮劑有:膨潤土、凹凸棒土、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酞胺、海藻酸鈉等。有機溶劑涂料常用的懸浮劑有:有機膨潤土、鋰膨潤土、凹凸棒土、聚乙烯醇縮丁醛等。
作用與要求
作用
消失模鑄造所用的造型材料一般是普通干石英砂，泡沫塑料模型被液態(tài)金屬置換時，熱分解產生的大量氣體要通過干砂間空隙方能排出鑄型外。然而，液態(tài)金屬在負壓的作用下很容易滲入干砂間的空隙而形成機械粘砂。為了避免產生機械粘砂，消失模模樣表面必須涂掛一層耐火涂料。在鑄型澆注過程中，這一層耐火涂料是介于金屬液和型砂之間，對消失模模樣的氣化、金屬液充填和鑄件的形成等起著十分重要的作用。
(1)防止鑄件產生機械粘砂和熱化學粘砂。
機械粘砂的實質是金屬液對砂粒間細孔的充填滲入。在普通砂型鑄造中，金屬液在鑄型某點上的滲入壓力即為金屬液的壓強。當滲入壓入超過砂粒間空隙中的氣體反壓力和由金屬液表面張力引起的附加壓力時，金屬液才能滲入砂�？障吨行纬蓹C械粘砂。
一般情況下，消失模鑄造中金屬液的滲入壓力要大于砂型鑄造，所以鑄件表面有較嚴重的針刺和粘砂現象。在泡沫塑料模的外表面涂掛一層一定厚度的致密涂層，可以起到阻止金屬液滲入的作用，從而防止鑄件產生針刺和機械粘砂。
消失模鑄造目前廣泛使用的型料諸如鐵丸、石英砂等，由于耐火度均不高，熔融溫度較低。當澆入高溫金屬液后極容易被金屬液所熔融，形成節(jié)瘤等缺陷，產生熱化學粘砂。因此，在金屬液和型料之間隔離一層耐火度高的涂層，有助于防止熱化學粘砂。
(2)提高泡沫塑料模型的剛度，防止埋型時變形。
這是耐火涂料層在消失模鑄造中的獨特的作用。泡沫塑料模在埋型操作時，不可避免地要受到一定大小的沖擊力作用，因而模型可能產生壓縮變形和彎曲變形，進而影響到鑄件的最終尺寸精度。模型表面涂上一層耐火涂料，干燥后會形成一層緊緊包覆在外表的具有一定強度的硬殼層，使其強度比未掛涂料前有成倍地提高，同時模型的剛度也相應增強，因此可以使各種變形量降低到最小。例如，2mm厚的涂層，在同等受力條件下，可使泡沫模型的受壓變形降低2/3，使彎曲變形降低9/10以上。
(3) 有助于消失模模樣熱分解氣體的迅速排出。
如果泡沫模型熱分解產生的氣體不能及時排出，可能產生澆注不完全、氣孔、夾渣和碳黑等缺陷。具有一定透氣性的表面耐火涂層可以使氣體在負壓的作用下及時排出鑄型。
技術要求
消失模鑄造用的耐火涂料最終涂覆在泡沫塑料模型的表面。泡沫塑料種類不同以及鑄件材質不同，對涂料性能的要求也就不一樣。此外，泡沫塑料不透氣、熱變形溫度低（約70℃左右）、對水的親和力小、氣化后的發(fā)氣量大，這些特點決定了涂覆在它表面的耐火涂料應具備如下技術要求：
(1)涂層具有一定的透氣性
從防止鑄件粘砂的角度來說，泡沫模型外表必須要涂掛涂料，而且涂層要盡可能致密；但致密的涂層不利于氣化模氣化后生成的氣體往外逸散。因此，要求涂料具有一定的透氣性，使模型氣化生成的氣體容易通過涂層，通過型料之間的間隙由真空泵抽走。
為了使涂層獲得良好的透氣性，可以采取如下技術措施：
a：將不同種類和粒度的耐火骨料進行合理搭配。耐火骨料的種類和粒度對涂料的透氣性影響很大。一般來說，單獨使用某一種骨料時涂料的透氣性很差，而將不同的耐火骨料搭配起來使用時透氣性較好。如將鋁礬土與適量石英粉復合可獲得良好的透氣性。同時，骨料的顆粒形狀對涂料的透氣性也有很大的影響。球形顆粒（石英、剛玉）形成外露的微孔，而片狀顆粒（滑石、云母）形成隱蔽的微孔。胞格狀組織（珍珠巖）及纖維結構（石棉、蛭石）的填料形成無序結構，構成松散的多孔結構，透氣性較高。將不同種類的骨料進行合理搭配可在一定范圍內調節(jié)涂料的透氣性。
b：選用有機粘結劑。有機粘結劑在高溫下分解可形成一些空洞，從而增加了涂料的高溫透氣性。而高溫粘結劑如硅溶膠、水玻璃等所配成的涂料透氣性較差。
C：加入適量的氧化劑。泡沫塑料模在高溫下不完全分解時會在涂料表面沉積一些碳，阻塞排氣通道，從而降低了涂料的高溫透氣性。加入一些氧化劑可以加速泡沫塑料模的分解，從而防止碳的沉積，增加涂料的透氣性。
(2)具有良好的潤濕性和粘附性
聚苯乙烯泡沫塑料為非極性材料，表面張力低，不易被水基涂料潤濕、滲透，因此，涂料中需加入少量表面活性劑并選擇適當的粘結劑。所選用的粘結劑要求與泡沫塑料模的粘附性好，這樣涂掛后能在模型外表獲得一定厚度的耐火涂層。如涂料的粘附性差，則可造成涂層厚度不夠或不均，甚至涂層不連續(xù)，很難獲得質量優(yōu)良的鑄件。
(3)高溫強度好
耐火涂層的耐火度要高，熱膨脹系數要低，否則澆注過程中由于金屬液的沖刷作用，很容易將粘附不牢的涂層沖刷而卷入鑄件，使制品產生粘砂和夾渣等缺陷。
(4)干燥速度快
涂料在低溫（一般要低于60℃）下的干燥速度要快，不龜裂，并能形成堅固的耐火涂層。如果干燥速度過慢，不僅影響生產效率，而且由于涂層長期不能干燥、固化，可能會從氣化模表面脫落。
(5)發(fā)氣量要小
涂料層一經烘干后，在澆注過程中與高溫金屬液相接觸時，不得有其它的氣體產生。否則涂料層容易崩潰、脫落，所產生的氣體還會影響澆注過程的平穩(wěn)性。
(6)良好的涂掛性
消失模涂料的涂層比較厚，要求涂料有較高的屈服值和塑性變形能力，應嚴格控制涂料的流淌性，對于熱固性樹脂為粘結劑的涂料，可以在其中加入少量觸變劑，以提高涂料的涂掛性。
（7）良好的燒結及剝離性
即在澆注后形成易于自動剝落的涂料殼，從而獲得表面光潔的鑄件，生產的鑄件表面質量的光滑度大大增加，提升了鑄件成品的合格率。[1]
涂掛方法
消失模鑄造的涂料要涂掛在消失模模樣的表面上，而傳統(tǒng)的砂型鑄造的涂料則是涂刷在制好的鑄型表面上，兩者的涂掛方法差別很大，而且其技術要求也不盡相同。消失模涂料的涂掛有多種方法如刷、浸、淋、噴或浸淋相結合。一般而言，消失模鑄件的表面粗糙度和尺寸精度取決于消失模模樣本身的質量，而涂層的厚度并不影響鑄件尺寸。表面粗糙的涂料層不但不影響鑄件的表面粗糙度，反而對改善透氣性有利。
刷涂
刷涂方法靠手工通過刷子來完成。這種方法對涂料的某些性能要求不如噴涂或浸涂嚴格，但對操作者的技術和經驗要求比較高。
刷涂時，涂料的厚度均勻性雖不如噴涂或浸涂，但效果還令人滿意。對于一些結構形狀復雜的消失模模樣，最好選擇刷涂。因為噴涂時，一些“死角”部位常常噴涂不到；而浸涂又常常難于排出某些凹槽中的堆積涂料。
刷涂的主要缺點是勞動強度大、生產效率低，因此只適用于修復性補刷操作或體積較大而又無法浸涂或噴涂完成的單件生產。
噴涂
噴涂方法是用噴槍將涂料噴涂在消失模模樣上。噴涂的效率比刷涂高，勞動強度也低得多。
由于耐火涂料的比重大，粘度高，要進行噴涂必須使涂料成為霧狀噴射出去；此外，涂料噴涂的對象為極易被損壞的泡沫塑料模，要求涂料噴落在泡沫塑料模型上的沖擊力要盡可能小。
噴涂法存在如下問題：
①對涂料的技術要求高，涂料濃度過大時，常常無法噴射或噴涂不均勻；濃度過小，又易于淌流或粘掛不上。此外，涂料中夾雜的大的顆粒、異物容易堵死噴嘴，中斷生產；
②消失模模樣不易夾持，在噴涂過程中常常引起消失模模樣變形或損壞；
③浪費涂料：噴槍噴出的霧狀涂料有相當部分并不能落到消失模模樣上，不但浪費涂料而且污染環(huán)境；
④質量不易控制：有些死角不能噴射到，而且第二次噴涂時容易將第一層涂料層破壞。
浸涂法
浸涂法具有生產效率高、節(jié)省涂料、涂層均勻以及對涂料的要求不高、操作簡便、不需要特殊設備等特點。由于泡沫塑料模樣的密度小(與涂料密度相差數十倍)且本身強度又不高，因此應注意防止涂料密度過大導致消失模模樣難以浸入而變形損壞。
浸涂涂掛的涂層厚度，可通過涂料濃度、浸涂次數和控制浸涂操作來控制。一般采用兩次浸涂作業(yè)：第一遍，浸涂濃度較小的稀薄涂料，以便獲得均勻的薄涂層，改善兩遍作業(yè)的涂掛性能；第二遍，浸涂要通過調整涂料濃度來獲得均勻的涂料厚度。如果涂料的濃度不改變而又要求控制涂層厚度時，則只能靠浸涂后抖動消失模模樣次數來調整。熟練的涂料工要做到這個要求一般是不困難的。
浸涂操作的注意事項：
(1) 進行浸涂操作前，必須對涂料進行合理的攪拌，最好在浸涂過程中一直處于緩慢攪拌之中，防止卷入空氣；
(2) 浸涂時應選擇好消失模模樣浸入涂料的方向、部位，防止模樣變形；
(3) 涂層要均勻，涂層上不得有露白現象出現；
(4) 浸涂后的消失模模樣，從容器中取出、運送、放置時均應防止變形。
(5) 消失模模樣經浸涂后，應及時抖動，以使涂層均勻并使多余的涂料去除。
為克服浸涂法浮力引起消失模模樣的變形，可采用合適的卡具將消失模模樣固定后再浸入涂料容器。大批量生產時，可采用專門的機械化浸涂裝置，消失模模樣先用卡具固定，然后將涂料從底部壓入，淹沒消失模模樣后再撤走，涂料便自動下落，完成浸涂工序。
浸涂方法適宜于小型鑄件生產，較大尺寸的消失模模樣只要涂料桶容積允許，也可采用分段多次浸涂的辦法。
種類
消失模鑄造用涂料的種類根據所用粘結劑的性質通常分為水基涂料、醇基涂料、樹脂涂料等三種。
水基涂料是指其粘結劑以水為溶劑，常用的粘結劑多種多樣，如聚乙烯醇、CMC、水玻璃等。水基涂料一般厚度較大（0.5~2mm），其強度也較醇基高，但是水基涂料的透氣性一般較差，一般在水基涂料中需要加入少量的發(fā)泡劑。涂層烘干后，發(fā)泡劑在涂層中會產生大量的毛細孔，氣化模分解產生的氣體就是由這些毛細孔排出。
醇基涂料與樹脂涂料的干燥速度較快，又稱之為快干型涂料�？旄尚屯苛现型ǔ２恍枰尤氚l(fā)泡劑，涂層的透氣性主要依靠涂料中的粘結劑或溶劑的揮發(fā)而產生�？旄尚屯繉颖人繉颖�，所以其透氣性也較好。
水基涂料中含有大量的毛細孔而對高溫液態(tài)金屬產生毛細吸力作用，使涂層清理時潰散性差，容易產生鑄件粘砂現象。但對于水基涂料可以增加厚度而使涂層強度升高；醇基涂料防粘砂、針刺功能好，但其強度低。
這里需要注意的是，長期以來在鑄造生產中通常有兩種不正確的認識，一是過分強調涂料的透氣性好壞，認為水基涂料的透氣性差；二是認為醇基涂料雖然方便快捷但成本高昂，事實并非如此。
大量的實踐表明，鑄型中的氣體能否迅速排除是涂層透氣性、涂層厚度、真空度、型砂粒度等因素共同作用的結果。水基涂料與快干涂料相比，在相同厚度的條件下其透氣性相差無幾，更本不可能對消失模鑄造工藝產生顯著的影響。其次，雖然醇基涂料中原材料成本高，但其涂層比較薄，涂料用量少而且不必專門烘干、鑄件清理方便，所以其綜合成本反而比水基涂料要低。
對于厚大鑄件、重要零件或某些關鍵部位，將這兩種涂料結合起來使用效果很好，即內層用醇基涂料（≤0.5mm）而外層使用水基涂料。有時可以將這兩種涂料交替使用，涂覆多層，鑄件的防粘砂效果也十分理想。
消失模鑄造涂料國內外的發(fā)展狀況
80年代以前，我國對消失模鑄造的研究主要集中在模樣的設計、制作和裝配以及鑄件的形成過程中的物理化學現象等，對消失模鑄造涂料的研究很少涉及到。90年代以后，國內對消失模鑄造涂料研究的主要內容有涂料的透氣性、涂層強度、涂料的組分以及流變性、涂料對充型過程及鑄件缺陷的影響。其中，研究最多的是消失模鑄造涂料透氣性的測試方法。
目前國內、以生產球鐵曲軸和管件為主的剛玉粉涂料的耐火度高、透氣性、覆蓋性、強度及韌性均優(yōu)于其他石墨涂料和石英粉涂料。從涂料的透氣性能上講，無論是常溫透氣性還是高溫透氣性，生產鑄鋼件涂料是以鋁礬土涂料為最高，其次是石英粉和棕剛玉，鋯英粉涂料的透氣性較低。目前，國內各種常規(guī)的鑄型涂料也有不少人分別從耐火骨料、懸浮劑、粘結劑、載體和助劑等方面做了研究，成型配方有很多種，但是普遍存在著原材料價格昂貴、成本高、涂層表面質量質量不高的問題。
國內消失模鑄造涂料的研發(fā)隨著消失模鑄造技術的發(fā)展有了長進，但專業(yè)化生產廠少，有些消失模鑄造廠配制涂料供本廠使用。但普遍缺乏研發(fā)能力，甚至不具備基本的檢測和質量控制手段。涂料也是制約消失模鑄造技術在中國大規(guī)模推廣和技術進步的瓶頸之一。
近年來國內愈來愈多的高端客戶對消失模鑄造涂料的需求量增加，所以涂料的國產化提到議事日程。美國亞什蘭公司一直積極參與推動消失模鑄造技術在全球包括中國的普及和進步，曾多次與國內同行交流并向國內介紹相關技術尤其是涂料技術。
在國外，研制的消失模鑄造涂料都是專利產品，英國Fosrco MORNAL 公司研制的性能優(yōu)良的styromol系列涂料，用于鐵及非鐵金屬消失模，具有不同的保溫性、透氣性和耐火性。由Fosrco國際公司提供的涂料中加入少量冰晶石，使其在高溫下形成活性高的NaF、AlF3等，可對模樣熱分解的碳產生吸附作用，使之不沉淀在鑄件表面，從而消除皺皮等缺陷。在日本，已經開發(fā)出使用鑄鋁、鑄鐵、鑄鋼等不同類型鑄件的系列涂料。涂料的組成和性能要求文獻都有報道，并認為涂料的組成和透氣性是關鍵。日本的消失模涂料，一般鑄件是以SiO2做基材，鑄鋼以鋯英粉做基材，并添加粘結劑、防腐劑等材料配制而成。為減輕鑄鋼件的增碳缺陷，涂料中還加入5%-8%的氧化性物質等。美國Robinson鑄造公司，從硅砂、氧化鋁和莫來石的耐火性開始試驗了60-70種涂料，尋找一種能適合各種尺寸和形狀的涂料。
配制
水基涂料配制過程大致是先將耐火材料、膨潤土、無水碳酸鈉等干料加入混砂機，干混10分鐘左右，加入粘結劑溶液和少許水；濕混20~30分鐘左右，將濕料倒入桶里，加入適量水后進行攪拌。最后在攪拌過程中加入各種添加劑。
生產實踐證明，攪拌器的轉速和攪拌時間會影響涂料的涂掛性能和沉淀情況。攪拌器轉速高，攪拌時間長，涂料混合越均勻，不易沉淀，涂掛效果也很好。從工藝角度考慮，要求攪拌器的轉速≥1380r/ min，攪拌時間>1h。
對于球磨機配制涂料，由于有球磨作用，能使涂料充分混合，達到膠質狀態(tài)，涂掛的效果更好。其配制工藝是將耐火材料、活化膨潤土和少許水先配成膏狀涂料（水份占粉料質量的25%～30%）一起加入球磨機，然后再加適量水攪拌成涂料，球磨7~8小時，加入粘結劑和聚醋酸乙烯乳液后再球磨1小時，將涂料倒入或用壓縮空氣壓入涂料桶充分攪拌，并視涂料的透氣性能加入一些添加劑。
如果采用鈣基膨潤土，可加入碳酸鈉(占膨潤土量的5%)使其轉化成鈉基膨潤土，稱為活化處理。
對于高分子粘結劑使用前須預先配制成溶液。如羧甲基纖維素鈉(CMC)預先配制成1∶40的水溶液；聚乙烯醇縮西醛(PVB)或酚醛樹脂等預先配制成一定比例的乙醇溶液。
用球磨機或碾壓機配制涂料，因耐火材料顆粒能被破碎，可選用較粗的粒度；而用攪拌機配制涂料則沒有粉碎作用，因此應選用較細粒度的耐火材料。
采用球磨機或碾壓機配制水基涂料時較粗的耐火骨料被粉碎形成新生表面而有較大活性，使載體在耐火材料顆粒表面均勻分布，故有較好的穩(wěn)定性、觸變性及高的強度等特性。
紙漿廢液涂料是消失模涂料水基涂料的一種，其通常用在中小鑄鐵件、鋁合金鑄件的生產中，整體效果良好。在使用過程中需要注意三點：第一，紙漿廢液涂料在浸掛后需要撒干石英砂，以防止涂料往下滑落。第二，如果遇到需要涂掛兩層以上涂料的情況時，應采取快速干燥措施，否則干燥了的第一層涂料層容易潮解脫落，影響操作進程。第三，由于空氣中有一定的濕度，即使干燥后的涂層在空氣中放置過久也會吸潮，因此企業(yè)要盡量避免涂層在空氣中長時間置放。
紙漿廢液涂料基本配方見下表：
說明：若將其中的耐火材料石英粉換成鋯英粉，則可用于鑄鋼件、厚大鑄鐵件的使用。
快干涂料的配制
以聚乙烯醇縮丁醛(PVB)或酚醛樹脂等作為粘結劑的快干涂料應預先配制成一定比例的乙醇溶液，然后將耐火骨料以及各種添加劑一并加入并充分攪拌。
消失模涂料的性能和結構的關系
對于消失模涂料的性能和組分間的關系已有很多的經驗和知識積累，在前面已探討過。對于涂料的性能和結構的關系的理解則很有限，建立涂料的性能和結構的關系有助于高性能新型涂料的開發(fā)和使用，并對消失模鑄造工藝控制提供幫助。
早期的研究已觸及該方面，Sun等人(1992)已揭示涂層的透氣性取決于涂料中顆粒大小及分布、形狀、以及氣孔的特征，其研究已顯示，一種主要由接近圓形的、尺寸較大、大小分布較均勻的氧化鋁顆粒構成的涂料比另一種由不規(guī)則形狀的、尺寸較小、大小分布不均勻的二氧化硅顆粒構成的涂料透氣性更高。和Penumadu (2005)的研究表明涂層中“有效氣孔”的大小和結構與涂層的透氣性緊密相關。Qi等人(2005)曾嘗試建立一個關于消失模涂料的結構模型以解釋其傳熱和傳質的特征。鑒于其復雜性，對于消失模涂料的性能和結構的關系還有很多的研究工作要做。
功能解析
消失模鑄造涂料具有防止鑄件產生機械粘砂和熱化學粘砂、提高泡沫塑料模型的剛度，防止埋型時變形、有助于消失模模樣熱分解氣體的迅速排出等功效，那么消失模鑄造涂料為什么匯聚了如此多的功能呢，下面我們將從六個方面來解析。
消失模鑄造涂料具有這六大特點(1)高的強度和剛度，防止造型時模樣變形和被干砂損傷;(2)高的耐火性能，防止?jié)沧r鑄件表面粘砂;(3)優(yōu)異的透氣性，可以快速導出模樣氣化的產物;(4)較強的附著力，防止生產過程中涂層開裂甚至脫落;(5)良好的涂掛性，使用時能方便的涂覆一定厚度的涂層;(6)良好的燒結及剝離性，即在澆注后形成易于自動剝落的涂料殼，從而獲得表面光潔的鑄件。
消失模涂料輔助消失模鑄造生產完美鑄件
消失模涂料在消失模鑄造工藝中日顯重要。消失模鑄造工藝與涂料緊密配合，生產的鑄件表面質量的光滑度大大增加，提升了鑄件成品的合格率。
消失模涂料是消失模鑄造獲得表面光潔的優(yōu)質鑄件必不可少的輔助材料。如果涂料的性能、配制和干燥出現問題，就會使鑄件產生質量不穩(wěn)定、廢品率上升等現象。所以，必須加強對消失模涂料的認識。消失模涂料一般由耐火骨料、粘結劑、載體、懸浮劑及其他添加劑組成，各種組分被均勻混合在一起制成粉狀或膏狀，在涂掛和澆注過程中發(fā)揮綜合作用。消失模涂料的性能直接影響著消失模鑄造工藝的成功與否。消失模涂料沒有制定統(tǒng)一的檢測標準，所以，不同廠家生產的涂料性能就存在很大的差異，而且鑄件的材質對消失模涂料的要求不一樣。
攪拌時間
消失模涂料配制過程中攪拌時間對涂料性能有影響作用，一般情況下，攪拌時間不宜過短。攪拌過程是使膏狀涂料稀釋到符合涂覆要求的一種手段，攪拌對涂料中的塊狀物有分離的作用，水在強力作用下對粉狀固體有一定的潤濕作用，同時使涂料各組元發(fā)生混合作用。
研究表明，攪拌時間長短對于消失模涂料表觀均勻度（塊狀、顆粒、均勻）、流平性、附著量、粘度、涂層厚度等指標是有影響的，以下是研究結果：
防止粘砂缺陷
消失模鑄件粘砂可以分為機械粘砂和化學粘砂。機械粘砂的實質是金屬液對砂粒間細孔的填充滲入，此種情況形成是由于金屬液的滲入壓力超過了砂粒間空隙中的氣體反壓力和由金屬液表面張力引起的附加壓力，金屬液滲入砂�？障抖鴮е�，如果在泡沫塑料模外表面涂掛一層致密涂層，方可起到阻止金屬液滲入的作用，從而有效防止鑄件產生機械粘砂�；瘜W粘砂的產生多由于型料耐火度不高、熔融溫度較低所致，當澆入高溫金屬液后很容易被金屬液所熔融，形成節(jié)瘤等缺陷，因此，在金屬液和型料之間隔離一層耐火度高的涂料，對于防止化學粘砂很有利。
涂料涂層厚度
消失模涂料涂層的厚度影響其透氣性能和耐火性能的好壞，單就耐火性能而言，企業(yè)希望涂料涂層盡可能厚一點，因為這是解決鑄件粘砂缺陷的一個十分有效的工藝方法，但是，如果涂層太厚的話，又會影響到涂層的透氣性能，此外涂掛作業(yè)也很麻煩；如果從涂層透氣性能考慮，希望涂層盡可能薄一點為好，然而涂層太薄會導致鑄件表面產生針刺缺陷，甚至是粘砂缺陷，從而影響了鑄件表面質量。
鑄件重量（kg） 涂層厚度(mm) 用 途
<100 0.5~1 鋁、銅鑄件，小鑄鐵件
100~500 1.0~1.5 中等鑄鐵件、中小鑄鋼件
>500 1.5~2.0 大鑄鐵、鑄鋼件
消失模涂料分：鑄鐵類消失模涂料、鑄鋼類消失模涂料、合金鋼、高烙鋼、高錳鋼、消失模涂料。
中文名 消失模涂料 主要原料 鋯英、剛玉、石墨、高鋁、藍晶石 流 程 浸涂、噴涂、刷涂 特 點 透氣性高 耐火度高 強度高
概述
2：普通鑄件1-2次即可
3：厚大鑄件2-3
4：包裝
50kg 100kg
消失模涂料防粘砂，防氣孔，防砂眼原理
傳統(tǒng)的鑄造涂料只是在鑄件和鑄型中間起到阻擋隔離作用，達到防粘砂目的，但普通鑄造涂料高溫下由于 附著力差、強度低、耐火差、發(fā)氣量大，容易造成鑄件產生粘砂、砂眼、氣孔、碳渣等缺陷。
鑄件粘砂是因為涂料沒有有效起到阻擋隔離作用，或涂料與高溫金屬液體發(fā)生化學反應。
1）.涂料附著力差：填砂震動時造成涂料剝落，引起鑄件粘砂，
2）.涂料膨脹系數大：與高溫金屬液體接觸時涂料受熱體積膨脹脫離鑄型導致鑄件粘砂。
3）.高溫液體金屬被氧化與涂料和鑄型發(fā)生化學反應生成金屬氧化物，對涂料和型砂都有極強的粘結性，能夠將型砂牢固粘附在鑄件表面上形成一系列的低熔點化合物〔在鑄件厚壁及轉角處等，低熔點物更多，粘砂層更后），造成鑄件粘砂，有時雖未產生粘砂，但在鑄件表面粘附上一層難以清除的涂料，及產生粘灰。
鑄件砂眼：
1）．鑄型內有掉入的砂子。
2），.涂料強度低，耐火差，經不住高溫金屬液體的沖刷，型砂被卷入鑄件。
鑄件氣孔：
產生的原因很多，最常見的就是因為鑄型中存在較多發(fā)氣量大的物質，發(fā)氣速度快，涂料或被砂透氣性差，氣體未及時排除所致�；蛴捎阼T件涂層厚度不一，強度較小，在澆注過程中抽取負壓較高從而引起氣孔
在傳統(tǒng)鑄造涂料基礎上的技術加以改進，調整，高溫下不開裂，不脫落，強度高，并且能有效防止高溫液體金屬氧化，與鑄型和高溫液體金屬接觸過程中不起化學反應。同時能預防氮、硫、碳等氣體的產生。
從而徹底解決:
鑄件粘砂，鑄件砂眼，鑄件粗糙，鑄件氣孔，鑄件夾雜〔渣〕，球磨鐵變異，鑄鋼滲硫裂紋，增碳缺陷等。
性能參數
消失模鑄造用涂料的使用性能主要是熱性能和透氣性，這兩項決定了其在澆注過程中的作用。在實際操作中則需要測量和控制其粘度、固體含量、透氣性、PH值等。只有確保涂料的性能穩(wěn)定一致，才可保證消失模鑄造產品的質量。
粘度：描述的是流動對于剪切力的反應，是衡量涂料流動性的一項重要指標，粘度雖然主要取決于涂料的成分，但也受攪拌過程的影響。
透氣性：其直接控制著泡沫融化和分解的產物逸出的速度，從而決定了液態(tài)金屬的流動速度，進而決定了是否可以消除氣孔、冷隔、澆不到、積碳等缺陷的產生。透氣性的直接測量對于涂料質量控制尤為重要。由于涂料在高溫下使用，直接測量其在使用狀態(tài)下的透氣性很困難，現有方法均為常溫下進行。
涂料的導熱性對于獲得高質量的消失模鑄件至關重要，導熱常熟、比熱、熱膨脹系數等的測量多在涂料的研發(fā)階段而不是在使用過程中。
基本組成
消失模涂料一般由耐火骨料、粘結劑、載體(溶劑)、表而活性劑、懸浮劑、觸變劑以及其他附一加物組成。各種組分被均勻混合在一起，在涂料的涂掛和金屬液澆注過程中綜合發(fā)揮作用。
1．常用的耐火材料有剛玉、鋯砂、硅砂、鋁礬土、高嶺土熟料、氧化鎂、硅藻土、藍晶石等。生產不同的消失模鑄件時，應選用不同的耐火材料制作涂料。不同材質鑄件對涂料耐火度、化學穩(wěn)定性、絕熱性要求各不相同。通常生產鋁鑄件時其消失模涂料要用硅藻土、滑石粉等耐火材料;鑄鐵件常用硅砂、鋁礬土、高嶺土熟料、棕剛玉等粉狀耐火材料;鑄鋼件常用剛玉、鋯砂、氧化鎂等粉狀耐火材料。
配制消失模涂料除要正確選擇耐火材料種類外，還應正確選擇耐火材料的粒度粗細和分布，以及顆粒形狀。因為粒度粗細和分布及顆粒形狀將影響涂料的透氣性。據報道，消失模涂料用耐火材料顆粒以圓形為好，粒度偏粗而集中較合適。
2．常用的粘結劑大致可分為無機和有機兩類，在一種涂料中可以同時使用。無機粘結劑(高溫粘結劑)：親水型：粘土、膨潤土、水玻璃、硅溶膠、磷酸鹽、硫酸鹽、聚合氯化鋁。憎水型：有機膨潤土有機粘結劑(低溫粘結劑)：親水型：糖漿、紙漿廢液、糊精、淀粉、聚乙烯醇（PVA）、聚醋酸乙烯乳液、水溶性酚醛樹脂、天然樹膠。憎水型： 瀝青、煤焦油、松香、酚醛樹脂、干性植物油、合脂油、硅酸乙酯,聚乙烯醇縮丁醛(PVB)
3．載體：消失模涂料有水基涂料和醇基涂料之分，但生產中使用較多的為水基涂料。
4．懸浮劑：為防止涂料中的固體耐火材料沉淀而加入的物質叫懸浮劑。水基涂料常用的懸浮劑有:膨潤土、凹凸棒土、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酞胺、海藻酸鈉等。有機溶劑涂料常用的懸浮劑有:有機膨潤土、鋰膨潤土、凹凸棒土、聚乙烯醇縮丁醛等。
作用與要求
作用
消失模鑄造所用的造型材料一般是普通干石英砂，泡沫塑料模型被液態(tài)金屬置換時，熱分解產生的大量氣體要通過干砂間空隙方能排出鑄型外。然而，液態(tài)金屬在負壓的作用下很容易滲入干砂間的空隙而形成機械粘砂。為了避免產生機械粘砂，消失模模樣表面必須涂掛一層耐火涂料。在鑄型澆注過程中，這一層耐火涂料是介于金屬液和型砂之間，對消失模模樣的氣化、金屬液充填和鑄件的形成等起著十分重要的作用。
(1)防止鑄件產生機械粘砂和熱化學粘砂。
機械粘砂的實質是金屬液對砂粒間細孔的充填滲入。在普通砂型鑄造中，金屬液在鑄型某點上的滲入壓力即為金屬液的壓強。當滲入壓入超過砂粒間空隙中的氣體反壓力和由金屬液表面張力引起的附加壓力時，金屬液才能滲入砂�？障吨行纬蓹C械粘砂。
一般情況下，消失模鑄造中金屬液的滲入壓力要大于砂型鑄造，所以鑄件表面有較嚴重的針刺和粘砂現象。在泡沫塑料模的外表面涂掛一層一定厚度的致密涂層，可以起到阻止金屬液滲入的作用，從而防止鑄件產生針刺和機械粘砂。
消失模鑄造目前廣泛使用的型料諸如鐵丸、石英砂等，由于耐火度均不高，熔融溫度較低。當澆入高溫金屬液后極容易被金屬液所熔融，形成節(jié)瘤等缺陷，產生熱化學粘砂。因此，在金屬液和型料之間隔離一層耐火度高的涂層，有助于防止熱化學粘砂。
(2)提高泡沫塑料模型的剛度，防止埋型時變形。
這是耐火涂料層在消失模鑄造中的獨特的作用。泡沫塑料模在埋型操作時，不可避免地要受到一定大小的沖擊力作用，因而模型可能產生壓縮變形和彎曲變形，進而影響到鑄件的最終尺寸精度。模型表面涂上一層耐火涂料，干燥后會形成一層緊緊包覆在外表的具有一定強度的硬殼層，使其強度比未掛涂料前有成倍地提高，同時模型的剛度也相應增強，因此可以使各種變形量降低到最小。例如，2mm厚的涂層，在同等受力條件下，可使泡沫模型的受壓變形降低2/3，使彎曲變形降低9/10以上。
(3) 有助于消失模模樣熱分解氣體的迅速排出。
如果泡沫模型熱分解產生的氣體不能及時排出，可能產生澆注不完全、氣孔、夾渣和碳黑等缺陷。具有一定透氣性的表面耐火涂層可以使氣體在負壓的作用下及時排出鑄型。
技術要求
消失模鑄造用的耐火涂料最終涂覆在泡沫塑料模型的表面。泡沫塑料種類不同以及鑄件材質不同，對涂料性能的要求也就不一樣。此外，泡沫塑料不透氣、熱變形溫度低（約70℃左右）、對水的親和力小、氣化后的發(fā)氣量大，這些特點決定了涂覆在它表面的耐火涂料應具備如下技術要求：
(1)涂層具有一定的透氣性
從防止鑄件粘砂的角度來說，泡沫模型外表必須要涂掛涂料，而且涂層要盡可能致密；但致密的涂層不利于氣化模氣化后生成的氣體往外逸散。因此，要求涂料具有一定的透氣性，使模型氣化生成的氣體容易通過涂層，通過型料之間的間隙由真空泵抽走。
為了使涂層獲得良好的透氣性，可以采取如下技術措施：
a：將不同種類和粒度的耐火骨料進行合理搭配。耐火骨料的種類和粒度對涂料的透氣性影響很大。一般來說，單獨使用某一種骨料時涂料的透氣性很差，而將不同的耐火骨料搭配起來使用時透氣性較好。如將鋁礬土與適量石英粉復合可獲得良好的透氣性。同時，骨料的顆粒形狀對涂料的透氣性也有很大的影響。球形顆粒（石英、剛玉）形成外露的微孔，而片狀顆粒（滑石、云母）形成隱蔽的微孔。胞格狀組織（珍珠巖）及纖維結構（石棉、蛭石）的填料形成無序結構，構成松散的多孔結構，透氣性較高。將不同種類的骨料進行合理搭配可在一定范圍內調節(jié)涂料的透氣性。
b：選用有機粘結劑。有機粘結劑在高溫下分解可形成一些空洞，從而增加了涂料的高溫透氣性。而高溫粘結劑如硅溶膠、水玻璃等所配成的涂料透氣性較差。
C：加入適量的氧化劑。泡沫塑料模在高溫下不完全分解時會在涂料表面沉積一些碳，阻塞排氣通道，從而降低了涂料的高溫透氣性。加入一些氧化劑可以加速泡沫塑料模的分解，從而防止碳的沉積，增加涂料的透氣性。
(2)具有良好的潤濕性和粘附性
聚苯乙烯泡沫塑料為非極性材料，表面張力低，不易被水基涂料潤濕、滲透，因此，涂料中需加入少量表面活性劑并選擇適當的粘結劑。所選用的粘結劑要求與泡沫塑料模的粘附性好，這樣涂掛后能在模型外表獲得一定厚度的耐火涂層。如涂料的粘附性差，則可造成涂層厚度不夠或不均，甚至涂層不連續(xù)，很難獲得質量優(yōu)良的鑄件。
(3)高溫強度好
耐火涂層的耐火度要高，熱膨脹系數要低，否則澆注過程中由于金屬液的沖刷作用，很容易將粘附不牢的涂層沖刷而卷入鑄件，使制品產生粘砂和夾渣等缺陷。
(4)干燥速度快
涂料在低溫（一般要低于60℃）下的干燥速度要快，不龜裂，并能形成堅固的耐火涂層。如果干燥速度過慢，不僅影響生產效率，而且由于涂層長期不能干燥、固化，可能會從氣化模表面脫落。
(5)發(fā)氣量要小
涂料層一經烘干后，在澆注過程中與高溫金屬液相接觸時，不得有其它的氣體產生。否則涂料層容易崩潰、脫落，所產生的氣體還會影響澆注過程的平穩(wěn)性。
(6)良好的涂掛性
消失模涂料的涂層比較厚，要求涂料有較高的屈服值和塑性變形能力，應嚴格控制涂料的流淌性，對于熱固性樹脂為粘結劑的涂料，可以在其中加入少量觸變劑，以提高涂料的涂掛性。
（7）良好的燒結及剝離性
即在澆注后形成易于自動剝落的涂料殼，從而獲得表面光潔的鑄件，生產的鑄件表面質量的光滑度大大增加，提升了鑄件成品的合格率。[1]
涂掛方法
消失模鑄造的涂料要涂掛在消失模模樣的表面上，而傳統(tǒng)的砂型鑄造的涂料則是涂刷在制好的鑄型表面上，兩者的涂掛方法差別很大，而且其技術要求也不盡相同。消失模涂料的涂掛有多種方法如刷、浸、淋、噴或浸淋相結合。一般而言，消失模鑄件的表面粗糙度和尺寸精度取決于消失模模樣本身的質量，而涂層的厚度并不影響鑄件尺寸。表面粗糙的涂料層不但不影響鑄件的表面粗糙度，反而對改善透氣性有利。
刷涂
刷涂方法靠手工通過刷子來完成。這種方法對涂料的某些性能要求不如噴涂或浸涂嚴格，但對操作者的技術和經驗要求比較高。
刷涂時，涂料的厚度均勻性雖不如噴涂或浸涂，但效果還令人滿意。對于一些結構形狀復雜的消失模模樣，最好選擇刷涂。因為噴涂時，一些“死角”部位常常噴涂不到；而浸涂又常常難于排出某些凹槽中的堆積涂料。
刷涂的主要缺點是勞動強度大、生產效率低，因此只適用于修復性補刷操作或體積較大而又無法浸涂或噴涂完成的單件生產。
噴涂
噴涂方法是用噴槍將涂料噴涂在消失模模樣上。噴涂的效率比刷涂高，勞動強度也低得多。
由于耐火涂料的比重大，粘度高，要進行噴涂必須使涂料成為霧狀噴射出去；此外，涂料噴涂的對象為極易被損壞的泡沫塑料模，要求涂料噴落在泡沫塑料模型上的沖擊力要盡可能小。
噴涂法存在如下問題：
①對涂料的技術要求高，涂料濃度過大時，常常無法噴射或噴涂不均勻；濃度過小，又易于淌流或粘掛不上。此外，涂料中夾雜的大的顆粒、異物容易堵死噴嘴，中斷生產；
②消失模模樣不易夾持，在噴涂過程中常常引起消失模模樣變形或損壞；
③浪費涂料：噴槍噴出的霧狀涂料有相當部分并不能落到消失模模樣上，不但浪費涂料而且污染環(huán)境；
④質量不易控制：有些死角不能噴射到，而且第二次噴涂時容易將第一層涂料層破壞。
浸涂法
浸涂法具有生產效率高、節(jié)省涂料、涂層均勻以及對涂料的要求不高、操作簡便、不需要特殊設備等特點。由于泡沫塑料模樣的密度小(與涂料密度相差數十倍)且本身強度又不高，因此應注意防止涂料密度過大導致消失模模樣難以浸入而變形損壞。
浸涂涂掛的涂層厚度，可通過涂料濃度、浸涂次數和控制浸涂操作來控制。一般采用兩次浸涂作業(yè)：第一遍，浸涂濃度較小的稀薄涂料，以便獲得均勻的薄涂層，改善兩遍作業(yè)的涂掛性能；第二遍，浸涂要通過調整涂料濃度來獲得均勻的涂料厚度。如果涂料的濃度不改變而又要求控制涂層厚度時，則只能靠浸涂后抖動消失模模樣次數來調整。熟練的涂料工要做到這個要求一般是不困難的。
浸涂操作的注意事項：
(1) 進行浸涂操作前，必須對涂料進行合理的攪拌，最好在浸涂過程中一直處于緩慢攪拌之中，防止卷入空氣；
(2) 浸涂時應選擇好消失模模樣浸入涂料的方向、部位，防止模樣變形；
(3) 涂層要均勻，涂層上不得有露白現象出現；
(4) 浸涂后的消失模模樣，從容器中取出、運送、放置時均應防止變形。
(5) 消失模模樣經浸涂后，應及時抖動，以使涂層均勻并使多余的涂料去除。
為克服浸涂法浮力引起消失模模樣的變形，可采用合適的卡具將消失模模樣固定后再浸入涂料容器。大批量生產時，可采用專門的機械化浸涂裝置，消失模模樣先用卡具固定，然后將涂料從底部壓入，淹沒消失模模樣后再撤走，涂料便自動下落，完成浸涂工序。
浸涂方法適宜于小型鑄件生產，較大尺寸的消失模模樣只要涂料桶容積允許，也可采用分段多次浸涂的辦法。
種類
消失模鑄造用涂料的種類根據所用粘結劑的性質通常分為水基涂料、醇基涂料、樹脂涂料等三種。
水基涂料是指其粘結劑以水為溶劑，常用的粘結劑多種多樣，如聚乙烯醇、CMC、水玻璃等。水基涂料一般厚度較大（0.5~2mm），其強度也較醇基高，但是水基涂料的透氣性一般較差，一般在水基涂料中需要加入少量的發(fā)泡劑。涂層烘干后，發(fā)泡劑在涂層中會產生大量的毛細孔，氣化模分解產生的氣體就是由這些毛細孔排出。
醇基涂料與樹脂涂料的干燥速度較快，又稱之為快干型涂料�？旄尚屯苛现型ǔ２恍枰尤氚l(fā)泡劑，涂層的透氣性主要依靠涂料中的粘結劑或溶劑的揮發(fā)而產生�？旄尚屯繉颖人繉颖�，所以其透氣性也較好。
水基涂料中含有大量的毛細孔而對高溫液態(tài)金屬產生毛細吸力作用，使涂層清理時潰散性差，容易產生鑄件粘砂現象。但對于水基涂料可以增加厚度而使涂層強度升高；醇基涂料防粘砂、針刺功能好，但其強度低。
這里需要注意的是，長期以來在鑄造生產中通常有兩種不正確的認識，一是過分強調涂料的透氣性好壞，認為水基涂料的透氣性差；二是認為醇基涂料雖然方便快捷但成本高昂，事實并非如此。
大量的實踐表明，鑄型中的氣體能否迅速排除是涂層透氣性、涂層厚度、真空度、型砂粒度等因素共同作用的結果。水基涂料與快干涂料相比，在相同厚度的條件下其透氣性相差無幾，更本不可能對消失模鑄造工藝產生顯著的影響。其次，雖然醇基涂料中原材料成本高，但其涂層比較薄，涂料用量少而且不必專門烘干、鑄件清理方便，所以其綜合成本反而比水基涂料要低。
對于厚大鑄件、重要零件或某些關鍵部位，將這兩種涂料結合起來使用效果很好，即內層用醇基涂料（≤0.5mm）而外層使用水基涂料。有時可以將這兩種涂料交替使用，涂覆多層，鑄件的防粘砂效果也十分理想。
消失模鑄造涂料國內外的發(fā)展狀況
80年代以前，我國對消失模鑄造的研究主要集中在模樣的設計、制作和裝配以及鑄件的形成過程中的物理化學現象等，對消失模鑄造涂料的研究很少涉及到。90年代以后，國內對消失模鑄造涂料研究的主要內容有涂料的透氣性、涂層強度、涂料的組分以及流變性、涂料對充型過程及鑄件缺陷的影響。其中，研究最多的是消失模鑄造涂料透氣性的測試方法。
目前國內、以生產球鐵曲軸和管件為主的剛玉粉涂料的耐火度高、透氣性、覆蓋性、強度及韌性均優(yōu)于其他石墨涂料和石英粉涂料。從涂料的透氣性能上講，無論是常溫透氣性還是高溫透氣性，生產鑄鋼件涂料是以鋁礬土涂料為最高，其次是石英粉和棕剛玉，鋯英粉涂料的透氣性較低。目前，國內各種常規(guī)的鑄型涂料也有不少人分別從耐火骨料、懸浮劑、粘結劑、載體和助劑等方面做了研究，成型配方有很多種，但是普遍存在著原材料價格昂貴、成本高、涂層表面質量質量不高的問題。
國內消失模鑄造涂料的研發(fā)隨著消失模鑄造技術的發(fā)展有了長進，但專業(yè)化生產廠少，有些消失模鑄造廠配制涂料供本廠使用。但普遍缺乏研發(fā)能力，甚至不具備基本的檢測和質量控制手段。涂料也是制約消失模鑄造技術在中國大規(guī)模推廣和技術進步的瓶頸之一。
近年來國內愈來愈多的高端客戶對消失模鑄造涂料的需求量增加，所以涂料的國產化提到議事日程。美國亞什蘭公司一直積極參與推動消失模鑄造技術在全球包括中國的普及和進步，曾多次與國內同行交流并向國內介紹相關技術尤其是涂料技術。
在國外，研制的消失模鑄造涂料都是專利產品，英國Fosrco MORNAL 公司研制的性能優(yōu)良的styromol系列涂料，用于鐵及非鐵金屬消失模，具有不同的保溫性、透氣性和耐火性。由Fosrco國際公司提供的涂料中加入少量冰晶石，使其在高溫下形成活性高的NaF、AlF3等，可對模樣熱分解的碳產生吸附作用，使之不沉淀在鑄件表面，從而消除皺皮等缺陷。在日本，已經開發(fā)出使用鑄鋁、鑄鐵、鑄鋼等不同類型鑄件的系列涂料。涂料的組成和性能要求文獻都有報道，并認為涂料的組成和透氣性是關鍵。日本的消失模涂料，一般鑄件是以SiO2做基材，鑄鋼以鋯英粉做基材，并添加粘結劑、防腐劑等材料配制而成。為減輕鑄鋼件的增碳缺陷，涂料中還加入5%-8%的氧化性物質等。美國Robinson鑄造公司，從硅砂、氧化鋁和莫來石的耐火性開始試驗了60-70種涂料，尋找一種能適合各種尺寸和形狀的涂料。
配制
水基涂料配制過程大致是先將耐火材料、膨潤土、無水碳酸鈉等干料加入混砂機，干混10分鐘左右，加入粘結劑溶液和少許水；濕混20~30分鐘左右，將濕料倒入桶里，加入適量水后進行攪拌。最后在攪拌過程中加入各種添加劑。
生產實踐證明，攪拌器的轉速和攪拌時間會影響涂料的涂掛性能和沉淀情況。攪拌器轉速高，攪拌時間長，涂料混合越均勻，不易沉淀，涂掛效果也很好。從工藝角度考慮，要求攪拌器的轉速≥1380r/ min，攪拌時間>1h。
對于球磨機配制涂料，由于有球磨作用，能使涂料充分混合，達到膠質狀態(tài)，涂掛的效果更好。其配制工藝是將耐火材料、活化膨潤土和少許水先配成膏狀涂料（水份占粉料質量的25%～30%）一起加入球磨機，然后再加適量水攪拌成涂料，球磨7~8小時，加入粘結劑和聚醋酸乙烯乳液后再球磨1小時，將涂料倒入或用壓縮空氣壓入涂料桶充分攪拌，并視涂料的透氣性能加入一些添加劑。
如果采用鈣基膨潤土，可加入碳酸鈉(占膨潤土量的5%)使其轉化成鈉基膨潤土，稱為活化處理。
對于高分子粘結劑使用前須預先配制成溶液。如羧甲基纖維素鈉(CMC)預先配制成1∶40的水溶液；聚乙烯醇縮西醛(PVB)或酚醛樹脂等預先配制成一定比例的乙醇溶液。
用球磨機或碾壓機配制涂料，因耐火材料顆粒能被破碎，可選用較粗的粒度；而用攪拌機配制涂料則沒有粉碎作用，因此應選用較細粒度的耐火材料。
采用球磨機或碾壓機配制水基涂料時較粗的耐火骨料被粉碎形成新生表面而有較大活性，使載體在耐火材料顆粒表面均勻分布，故有較好的穩(wěn)定性、觸變性及高的強度等特性。
紙漿廢液涂料是消失模涂料水基涂料的一種，其通常用在中小鑄鐵件、鋁合金鑄件的生產中，整體效果良好。在使用過程中需要注意三點：第一，紙漿廢液涂料在浸掛后需要撒干石英砂，以防止涂料往下滑落。第二，如果遇到需要涂掛兩層以上涂料的情況時，應采取快速干燥措施，否則干燥了的第一層涂料層容易潮解脫落，影響操作進程。第三，由于空氣中有一定的濕度，即使干燥后的涂層在空氣中放置過久也會吸潮，因此企業(yè)要盡量避免涂層在空氣中長時間置放。
紙漿廢液涂料基本配方見下表：
快干涂料的配制
以聚乙烯醇縮丁醛(PVB)或酚醛樹脂等作為粘結劑的快干涂料應預先配制成一定比例的乙醇溶液，然后將耐火骨料以及各種添加劑一并加入并充分攪拌。
消失模涂料的性能和結構的關系
對于消失模涂料的性能和組分間的關系已有很多的經驗和知識積累，在前面已探討過。對于涂料的性能和結構的關系的理解則很有限，建立涂料的性能和結構的關系有助于高性能新型涂料的開發(fā)和使用，并對消失模鑄造工藝控制提供幫助。
早期的研究已觸及該方面，Sun等人(1992)已揭示涂層的透氣性取決于涂料中顆粒大小及分布、形狀、以及氣孔的特征，其研究已顯示，一種主要由接近圓形的、尺寸較大、大小分布較均勻的氧化鋁顆粒構成的涂料比另一種由不規(guī)則形狀的、尺寸較小、大小分布不均勻的二氧化硅顆粒構成的涂料透氣性更高。和Penumadu (2005)的研究表明涂層中“有效氣孔”的大小和結構與涂層的透氣性緊密相關。Qi等人(2005)曾嘗試建立一個關于消失模涂料的結構模型以解釋其傳熱和傳質的特征。鑒于其復雜性，對于消失模涂料的性能和結構的關系還有很多的研究工作要做。
功能解析
消失模鑄造涂料具有防止鑄件產生機械粘砂和熱化學粘砂、提高泡沫塑料模型的剛度，防止埋型時變形、有助于消失模模樣熱分解氣體的迅速排出等功效，那么消失模鑄造涂料為什么匯聚了如此多的功能呢，下面我們將從六個方面來解析。
消失模鑄造涂料具有這六大特點(1)高的強度和剛度，防止造型時模樣變形和被干砂損傷;(2)高的耐火性能，防止?jié)沧r鑄件表面粘砂;(3)優(yōu)異的透氣性，可以快速導出模樣氣化的產物;(4)較強的附著力，防止生產過程中涂層開裂甚至脫落;(5)良好的涂掛性，使用時能方便的涂覆一定厚度的涂層;(6)良好的燒結及剝離性，即在澆注后形成易于自動剝落的涂料殼，從而獲得表面光潔的鑄件。
消失模涂料輔助消失模鑄造生產完美鑄件
消失模涂料在消失模鑄造工藝中日顯重要。消失模鑄造工藝與涂料緊密配合，生產的鑄件表面質量的光滑度大大增加，提升了鑄件成品的合格率。
消失模涂料是消失模鑄造獲得表面光潔的優(yōu)質鑄件必不可少的輔助材料。如果涂料的性能、配制和干燥出現問題，就會使鑄件產生質量不穩(wěn)定、廢品率上升等現象。所以，必須加強對消失模涂料的認識。消失模涂料一般由耐火骨料、粘結劑、載體、懸浮劑及其他添加劑組成，各種組分被均勻混合在一起制成粉狀或膏狀，在涂掛和澆注過程中發(fā)揮綜合作用。消失模涂料的性能直接影響著消失模鑄造工藝的成功與否。消失模涂料沒有制定統(tǒng)一的檢測標準，所以，不同廠家生產的涂料性能就存在很大的差異，而且鑄件的材質對消失模涂料的要求不一樣。
攪拌時間
消失模涂料配制過程中攪拌時間對涂料性能有影響作用，一般情況下，攪拌時間不宜過短。攪拌過程是使膏狀涂料稀釋到符合涂覆要求的一種手段，攪拌對涂料中的塊狀物有分離的作用，水在強力作用下對粉狀固體有一定的潤濕作用，同時使涂料各組元發(fā)生混合作用。
研究表明，攪拌時間長短對于消失模涂料表觀均勻度（塊狀、顆粒、均勻）、流平性、附著量、粘度、涂層厚度等指標是有影響的，以下是研究結果：
消失模鑄件粘砂可以分為機械粘砂和化學粘砂。機械粘砂的實質是金屬液對砂粒間細孔的填充滲入，此種情況形成是由于金屬液的滲入壓力超過了砂粒間空隙中的氣體反壓力和由金屬液表面張力引起的附加壓力，金屬液滲入砂�？障抖鴮е�，如果在泡沫塑料模外表面涂掛一層致密涂層，方可起到阻止金屬液滲入的作用，從而有效防止鑄件產生機械粘砂�；瘜W粘砂的產生多由于型料耐火度不高、熔融溫度較低所致，當澆入高溫金屬液后很容易被金屬液所熔融，形成節(jié)瘤等缺陷，因此，在金屬液和型料之間隔離一層耐火度高的涂料，對于防止化學粘砂很有利。
涂料涂層厚度
消失模涂料涂層的厚度影響其透氣性能和耐火性能的好壞，單就耐火性能而言，企業(yè)希望涂料涂層盡可能厚一點，因為這是解決鑄件粘砂缺陷的一個十分有效的工藝方法，但是，如果涂層太厚的話，又會影響到涂層的透氣性能，此外涂掛作業(yè)也很麻煩；如果從涂層透氣性能考慮，希望涂層盡可能薄一點為好，然而涂層太薄會導致鑄件表面產生針刺缺陷，甚至是粘砂缺陷，從而影響了鑄件表面質量。
鑄件重量（kg） 涂層厚度(mm) 用 途
<100 0.5~1 鋁、銅鑄件，小鑄鐵件
100~500 1.0~1.5 中等鑄鐵件、中小鑄鋼件
>500 1.5~2.0 大鑄鐵、鑄鋼件
